Nature">
Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

Usp Univest 05

Fazer download em pdf ou txt
Fazer download em pdf ou txt
Você está na página 1de 19

5

Geologia
MINERAIS FORMADORES
DE ROCHAS
Christine Laure Marie Bourotte

5.1 Introdução
5.2 Minerais
5.2.1 Como se formam os minerais?
5.2.2 Como são classificados os minerais?
5.3 Identificação de minerais
5.4 Rochas e seus Minerais
Referências

Licenciatura em Ciências · USP/ Univesp


Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2 99

5.1 Introdução
Uma paisagem não pode ser compreendida apenas pela observação da vegetação, da fauna e
de seu aspecto fisiográfico geral. A paisagem é fruto de uma longa e contínua história, na qual a
dinâmica interna e a dinâmica externa da Terra são os principais atores. Como observadores,
deparamo-nos também com diversos materiais geológicos, como as rochas, os minerais, os sedi-
mentos, os solos etc. As rochas são agregados de minerais e são classificadas em três grandes cate-
gorias, em função de sua origem: rochas ígneas, cristalizadas a partir de magmas, rochas
sedimentares, formadas na superfície terrestre pelo acúmulo e consolidação de sedimentos, e
rochas metamórficas, que resultam da transformação em profundidade de rochas pré-existentes.
Toda a matéria do planeta Terra é constituída de elementos químicos, os mesmos que
compõem o sistema solar e que foram sintetizados desde a formação do Universo, durante a
evolução natural das estrelas.
Os elementos não estão distribuídos maneira uniforme na Terra, em seus diferentes compar-
timentos ou geosferas (Figura 5.1). Assim, o núcleo, o manto, a crosta, a atmosfera, a hidrosfera
e a criosfera, por exemplo, possuem
composições químicas características.
Na atmosfera moderna, por exemplo,
predominam o nitrogênio e o oxigê-
nio; na hidrosfera, o hidrogênio e o
oxigênio; na crosta, o silício, o oxigênio
e o alumínio. No manto, o magnésio
predomina junto com silício e oxi-
gênio, e o núcleo é constituído por
ligas de ferro e níquel (ver tópico
Estrutura Interna da Terra).
Na verdade, os elementos químicos
ocorrem associados em compostos,
constituindo os materiais sólidos
naturais como as rochas e os minerais.
Por definição, as rochas são agregados
de minerais cristalizados durante seus
processos de formação, como no caso Figura 5.1: Composição química das diferentes esferas terrestres.

Geologia
100 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2

das rochas ígneas (derivadas do magma) e metamórficas (geradas em profundidade pela ação conjunta
da pressão e da temperatura), mas podem ser formadas por partículas (fragmentos de outras rochas ou
grãos minerais isolados) cimentadas entre si ou ainda precipitada a partir de uma solução, como é o
caso das rochas sedimentares (Figura 5.2).

a b

c d

Figura 5.2: a. Na paisagem, as estruturas maiores são sustentadas por rochas e materiais associa-
dos, como os solos. b. Reduzindo a escala de observação, vemos que as rochas são formadas por
grãos minerais. c. Os silicatos são os minerais mais comuns, constituídos por diferentes associações
de tetraedros de (SiO4)4−. d. O quartzo é um dos minerais mais abundantes na crosta continental. No
exemplo, a rocha é formada por grãos de quartzo, feldspato e mica, todos minerais silicáticos, em
que a base estrutural é formada por tetraedros de sílica (SiO4)4−.

Rochas e minerais, além de constituírem a Terra Sólida, são também a matéria-prima das
atividades humanas e dos produtos que a sociedade utiliza, como veremos nos próximos tópicos.
Quando esses materiais apresentam um valor econômico são denominados minérios. Rochas
e minerais registram também a história da Terra: as rochas sedimentares, por exemplo, contêm
fósseis de animais ou plantas, tão importantes para entendermos a evolução da vida. Da mesma
forma, a composição e a estrutura das rochas sedimentares informam sobre as condições
ambientais reinantes na época da deposição dos sedimentos que as originaram. Tanto os fósseis
como os minerais e as rochas são verdadeiros cronômetros dos eventos naturais passados; são
utilizados tanto para a datação relativa (reconhecimento dos materiais mais ou menos antigos
que outros) como para a datação absoluta (quantificação da idade dos materiais em unidades de
tempo - ver tópico Tempo geológico: a história da Terra e da vida).

5  Minerais Formadores de Rochas


Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2 101

A importância dos minerais e rochas na evolução da humanidade é tamanha que eles são utili-
zados para denominar fases da nossa civilização, conforme o grau de conhecimento sobre eles e sua
utilização como recurso: Idade da Pedra Lascada (ou período Paleolítico, do grego Palaeos, antigo, e
lithos, pedra; de 1,8 milhões de anos até 15.000 anos atrás), com uso de obsidiana e sílex; Idade da
Pedra Polida (Neolítico, 5.000 a 2.000 anos); Idades do Bronze (2.000 a 1.000 anos atrás) e do Ferro (a
partir de 1.000 anos atrás). O uso de minerais não-metálicos em arte, adornos e ornamentos também
ocorreu desde a pré-história. Assim, pode-se dizer que o desenvolvimento da humanidade esteve
sempre relacionado à capacidade de reconhecer os minerais e rochas e fazer uso de suas propriedades.
A ciência que estuda os minerais é a mineralogia. Em “Viagem ao centro da Terra” (1864),
Jules Verne, por meio da fala de Alex, sobrinho do Prof. Lidenbrock, professor de mineralogia
na Alemanha, menciona algumas maneiras utilizadas para identificar os minerais e classificá-los:

“Apesar de muitas vezes partir as suas amostras e fazer experiências com dema-
siada brusquidão, ele juntava ao gênio do geólogo a visão do mineralogista. Com o
seu martelo, a sua talhadeira de aço, a sua agulha com ímã, o seu maçarico de sopro
e o seu frasco de ácido nítrico, era de fato um homem muito forte. Pela resistência
a fratura, aspecto, dureza, som, cheiro e gosto de um mineral qualquer, ele o classi-
ficava sem hesitar entre as seiscentas espécies conhecidas pela ciência [...]”

Hoje, conhecemos muito mais espécies minerais do que no século XIX e, com o avanço
da tecnologia, existem outros métodos científicos que permitem identificar os minerais, mas
essa classificação com base nas propriedades físico-químicas dos minerais é o resultado do
desenvolvimento da ciência da Antiguidade até os tempos modernos.
Aristoto (384 - 322 a.C.) foi o primeiro a dividir o mundo mineral em duas classes: os metais e os
fósseis.Teofraste (em 315 a.C.), como naturalista, descreveu alguns minerais em De Lapidibus, levando
a descoberta de elementos químicos. Arquimedes foi o primeiro a diferenciar as espécies minerais por
sua densidade e dureza. Plínio, oVelho (23 - 79 d.C.), dedicou quatro volumes de sua História Natural
aos minerais e gemas, o que demonstra a importância desses minerais já naquela época.
Na Idade Média, do século X ao século XIV, com o desenvolvimento da alquimia e os trabalhos
dedicados aos metais, estabeleceu-se uma primeira classificação em pedras, gemas, minerais,
combustíveis e sais. No século XVI, Georg Bauer (apelidado Agricola) publicou um tratado,
“De re metalica”, considerado como o primeiro tratado de mineralogia, no qual faz referência às
propriedades dos minerais, tais como cor, brilho, sabor, além da dureza e densidade.

Geologia
102 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2

No século XII, Nicolau Steno, ao estudar cristais de quartzo de diferentes formas e tamanhos,
descobriu a constância dos ângulos e iniciou assim os primeiros trabalhos de cristalografia
do mundo ocidental. Em 1669, Erasmus Bartholin descreveu a dupla refração da luz em um
cristal de calcita. Mas foi no século XVIII que a mineralogia conheceu seu primeiro grande
desenvolvimento: René Just Haüy publicou em 1784 um trabalho sobre a estrutura dos cristais,
sugerindo que a repetição organizada de pequenos blocos idênticos seria responsável pela forma
externa dos minerais; descreveu regras de simetria e propôs uma classificação em sete sistemas
cristalinos, os mesmos utilizados até hoje. Em 1801, publicou um “Tratado de Mineralogia”, no
qual reuniu todos os conhecimentos cristalográficos e mineralógicos da época e detalhou um
grande número de espécies minerais encontradas na natureza. Friedrich Mohs classificou os
minerais em função da dureza (independentemente da composição química) e estabeleceu uma
escala relativa, utilizada até hoje: a escala de Mohs, a ser descrita mais adiante.
A mineralogia conheceu outra “revolução” quando os minerais começaram a ser estudados
ao microscópio (em 1828, William Nicol criou um filtro polarizador de luz que, utilizado no
microscópio, permitiu associar as propriedades ópticas dos minerais à sua simetria e composição
química). Posteriormente, com a descoberta dos raios X por Gustav Roentgen em 1895, os
trabalhos de Max Von Laue e de William Henri Bragg e seu filho puderam ser desenvolvidos, uti-
lizando a difração de raios X pelos cristais, revelando a estrutura atômica interna dos minerais; esta
técnica é empregada até hoje para o estudo dos minerais. Modernamente, o uso do microscópio
eletrônico de varredura, da microssonda eletrônica e da fluorescência de raios X permitiu realizar
microanálises de grande precisão, aperfeiçoando o amplo campo da mineralogia.

5.2 Minerais
Uma espécie mineral tem um conceito bem diferente daquele que é dado a uma espécie animal
ou vegetal. A definição de um mineral tem como base principal a sua composição química e estru-
tura cristalina. Assim, por definição, um mineral é um sólido cristalino (estrutura interna ordenada)
com composição química bem definida, formado por processos inorgânicos naturais. Como
tal, os minerais são constituídos de átomos ou elementos químicos unidos entre si por ligações
químicas. Contudo, na natureza, os minerais de uma mesma espécie podem apresentar variedades
que se distinguem pelo formato, pela cor ou por uma pequena alteração na sua composição química.
Os átomos dos elementos químicos são a base das espécies minerais, cuja combinação confere
uma composição química característica a cada espécie mineral (Tabela 5.1). Alguns minerais são

5  Minerais Formadores de Rochas


Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2 103

formados por átomos de um único elemento. É o caso, por exemplo, do ouro (apenas ouro – Au)
ou do diamante (apenas carbono – C). Os íons também se unem de maneira ordenada, formando
uma rede cristalina tridimensional e dando formas geométricas características aos minerais. Os íons
menores (de silício, de cloro, por exemplo) se alojam nos interstícios deixados pelo empacotamento
de íons maiores (oxigênio, sódio, por exemplo), formando uma associação geométrica, que repre-
senta a composição química do mineral e que se repete no espaço, gerando a sua estrutura cristalina;
a porção mínima da estrutura que representa a espécie mineral é chamada de cela unitária.
Os elementos químicos das diferentes esferas terrestres (Figura 5.1) são os constituintes dos princi-
pais minerais formadores de rochas características dessas esferas. Assim, na crosta terrestre, os principais
elementos são Si, O e Al e, subordinadamente, K, enquanto, no manto, Fe e Mg predominam, além de
Si e O, enquanto Ca, Na e Al ocorrem em menores quantidades (ver Estrutura Interna da Terra).
Por outro lado, a estrutura dos cristais depende de como os átomos estão ligados uns aos
outros. Do ponto de vista químico, podemos fazer a distinção entre diferentes tipos de ligação
química: iônica, covalente e metálica. Na ligação química iônica, há uma troca de elétrons entre
os ânions e os cátions. Na ligação química do tipo covalente, os elétrons da camada mais externa
são compartilhados, enquanto nas ligações metálicas os elétrons se movimentam de maneira
aleatória ao redor dos cátions metálicos.
Tabela 5.1: Abundância dos principais elementos na crosta terrestre e sua importância na constituição dos minerais. / Fonte: Deferne, 2009.

Elemento Símbolo % do n° de átomos Características


Elemento mais abundante na crosta terrestre. Forma
um íon grande com duas cargas negativas, que,
Oxigênio O 60,2 associado com íons menores de carga positiva,
constitui um grupo aniônico, o qual serve de base
para a classificação da maioria dos minerais.
Associado com o oxigênio, constitui o grupo
Silício Si 20,3
atômico estrutural do grupo dos silicatos.
Presente nos minerais como cátion individual
Alumínio Al 6,2 ou como substituto de parte do silício em
alguns silicatos (aluminossilicatos).

Hidrogênio H 2,9 Com o oxigênio, forma o grupo hidroxila ((OH)-) e água (H2O).

Abundante nos feldspatos. Responsável


Sódio Na 2,5
pela salinidade do oceano (NaCl).

Cálcio Ca 1,9 Presente em quase todas as classes de minerais.

Ferro Fe 1,9 Presente na maioria das classes de minerais.

Abundante nos silicatos, com o ferro forma


Magnésio Mg 1,8
os silicatos ferromagnesianos.

Potássio K 1,3 Átomo grande comum em feldspatos e micas.


Titânio Ti 0,2 Existe principalmente em forma de óxidos.

Geologia
104 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2

Existem também substâncias semelhantes aos minerais, mas que não atendem a todos os crité-
rios da definição. Essas substâncias são denominadas mineraloides. É o caso, por exemplo, de
substâncias originadas por atividades ou processos biológicos (animal ou vegetal), que, portanto,
não são de origem inorgânica, como a pérola, o
âmbar, o carvão natural, o marfim e as conchas.
Outras substâncias, que não apresentam estrutura
cristalina (os átomos não são ordenados), são classi-
ficadas como amorfas e, portanto, não são minerais.
É o caso do vidro e da opala (Figura 5.3). Mas
existem duas exceções à regra: o gelo natural,
encontrado em geleiras, por exemplo, e o mer-
cúrio (líquido); apesar de não contemplarem os
Figura 5.3: Exemplos de mineraloides. Algumas espécies não são critérios da definição de mineral, são definidos
consideradas minerais, pois não atendem a todos os critérios de
definição (não são inorgânicos ou não possuem estruturas cristalinas) como tal pelos mineralogistas (Figura 5.3).
e são chamados de mineraloides. O mercúrio e o gelo são exceções.

5.2.1 Como se formam os minerais?

Os minerais podem se formar por cristalização devido à evaporação lenta e gradual de uma
solução (como o sal precipitado nas salinas, que constitui o mineral halita - cloreto de sódio) ou
devido à diminuição de temperatura e/ou pressão. Podem ainda cristalizar em uma sequência de
minerais condicionada ao resfriamento do magma, ou por precipitação de gás ou vapor vulcânico
como ocorre, por exemplo, com o enxofre em regiões com atividade vulcânica (Figura 5.4). Como
todos esses processos cristalinos resultam da associação de elementos químicos, a cristalização de um
mineral depende da disponibilidade de elementos químicos no ambiente de cristalização, das condi-
ções adequadas de temperatura e pressão e de tempo.
Minerais que apresentam cristais bem desenvolvi-
dos, com faces externas bem definidas e que refletem
o ordenamento interno dos átomos, são raros e, por
isso, são tão valiosos e procurados por colecionadores.
Os cristais bem formados, com faces bem definidas
delimitadas por arestas, apresentam uma simetria
(com planos, eixos e centros de simetria), o que
permite organizá-los em sete principais sistemas
Figura 5.4: Precipitação de enxofre de fumarolas
cristalinos (Tabela 5.2). em região vulcânica.

5  Minerais Formadores de Rochas


Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2 105
Tabela 5.2: Os sete sistemas cristalinos naturais: a, b e c são as dimensões da cela unitária e a, b, γ e δ são os ângulos entre seus
eixos. / Fonte: fotos: Alpinisme et Minéraux.

Sistema cristalino Constantes cristalográficas Exemplo

a = b = c, Fluorita
Cúbico
α = β = γ = 90° (CaF)

a = b ≠ c, Rutilo
Tetragonal
α = β = γ = 90° (TiO2)

a = b = c, Calcita
Trigonal
α = β = γ ≠ 90° (CaCO3)

a ≠ b ≠ c, Cianita
Triclínico
α ≠ γ ≠ β ≠ 90° (Al2SiO5)

a = b ≠ c,
Apatita
Hexagonal α = β = 90°
Ca5(F,Cl, OH)(PO4)3
e γ = 120°

a ≠ b ≠ c, Topázio
Ortorrômbico
α = β = γ = 90° Al2SiO4(F,OH)2

a ≠ b ≠ c,
Gipsita
Monoclínico α = γ = 90°
CaSO4.2H2O
e β ≠ 120°

Geologia
106 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2

5.2.2 Como são classificados os minerais?

Existem cerca de 4.000 espécies minerais conhecidas, mas apenas algumas formam a maioria
das rochas. Os minerais são geralmente classificados com base no radical aniônico (parte nega-
tiva da molécula básica do mineral: por exemplo, cloreto, fosfato, sulfato, silicato etc.) dominante
em sua fórmula química. Por ser o silício o elemento químico mais abundante na crosta da
Terra, depois do Oxigênio, seu radical aniônico (silicato) é o constituinte principal dos minerais.
Em função dessa característica, na classificação usual em mineralogia, faz-se a distinção entre os
silicatos e os não-silicatos.
Na crosta terrestre, oxigênio e silício são os elementos
químicos mais abundantes. Juntos, formam os silicatos (cerca
de 90% dos minerais pertence a esse grupo), construídos a
partir de um átomo de silício e quatro átomos de oxigênio,
formando um tetraedro de SiO4 (Figura 5.5). Esses tetraedros
podem se unir e formar estruturas atômicas diferentes e, assim,
originar minerais silicáticos diferentes. Além disso, o tetraedro
de SiO4 é eletricamente negativo, mas pode se tornar neutro ao
incorporar, em sua estrutura, cátions de carga positiva como o
Figura 5.5: O tetraedro de sílica (SiO ) e a
cálcio (Ca2+), o potássio (K+), o sódio (Na+), o alumínio (Al3+),
4
distribuição de suas cargas.

o magnésio (Mg2+) e o ferro (Fe2+ ou Fe3+), por exemplo.


A Tabela 5.3 apresenta a classificação dos silicatos, de acordo com a geometria da
associação de tetraedros (tetraedros isolados, em cadeias simples, em cadeias duplas, em folha
ou em arranjo tridimensional).

5  Minerais Formadores de Rochas


Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2 107

Tabela 5.3: Classificação dos silicatos de acordo com a associação geométrica de tetraedros de sílica SiO4.

Grupo Estrutura Exemplo

Tetraedros isolados
(Nesossilicatos)

Olivina

Anéis
(Ciclossilicatos)

Turmalina

Cadeia simples
(Inossilicatos)

Cadeia Simples Piroxênio

Cadeia dupla
(Inossilicatos)

Cadeia Dupla Anfibólio

Folhas de tetraedros
(Filossilicatos)

Folhas Mica

Estrutura em 3D
(Tectossilicatos)

Quartzo

Geologia
108 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2

Os principais silicatos, como espécies minerais encontradas nas rochas são, por exemplo:
• Olivina: um mineral escuro, silicato de Fe e Mg, freqüente nas rochas ígneas do
manto terrestre;
• Piroxênios e anfibólios: minerais escuros, silicatos de Ca, Na, Fe, Mg, encontrados em
rochas ígneas, do manto e da crosta oceânica;
• Micas (biotita, de cor escura e muscovita, de cor clara): silicatos com estrutura cristalina em
folhas, comuns em rochas ígneas e metamórficas; (a muscovita é a popular “malacaxeta”,
utilizada como resistência nos ferros de passar antigos);
• Feldspatos: minerais claros, os mais abundantes nas rochas da crosta, com muito alumínio
em sua composição; são aluminossilicatos de K e Na (os feldspatos alcalinos) e de Na e
Ca (feldspatos calco-sódicos ou plagioclásios);
• Quartzo: mineral claro, o único mineral comum inteiramente composto apenas de
silício e oxigênio (SiO2);
• Granada: mineral escuro com estrutura semelhante à da olivina, encontrado em rochas
metamórficas principalmente;
• Argilominerais: não se formam em ambientes ígneos, mas são produtos do intemperismo
de outros silicatos ou, eventualmente, de metamorfismo; a maioria encontra-se nos solos e
são comuns em rochas sedimentares, sendo a caulinita o argilomineral mais comum.
Os minerais não-silicáticos são menos abundantes, mas têm grande importância, visto
que muitos têm valor econômico e estratégico. Podemos classificá-los em:
• carbonatos - formados pelo radical aniônico CO32-: as espécies mais comuns são a calcita
(CaCO3) e a dolomita (CaMg(CO3)2), principais constituintes de rochas sedimentares
como o calcário e o dolomito. São muito empregados como corretivo de solo e uti-
lizados na fabricação de cimento, por exemplo. Têm um papel importante no ciclo do
carbono (estocam CO2) e são os principais constituintes das conchas e dos fósseis;
• haletos (Cl-, F-, Br-) – formam os evaporitos (halita: NaCl ou sal de cozinha; silvita: KCl) ou
são encontrados em filões hidrotermais (fluorita: CaF2, utilizada como fundente na indústria);
• óxidos (O2-) – a maioria dessas espécies minerais, formadas com os elementos de transição,
é uma fonte importante de metais, como é o caso, por exemplo, da hematita (Fe2O3), da
cromita (CrO4), do rutilo (TiO2). A magnetita (Fe3O4), o principal mineral que registra o
magnetismo terrestre, é importante para os estudos de paleomagnetismo das rochas.
• sulfatos (SO42-) – são geralmente formados por precipitação química (em ambientes
oxidantes). As espécies mais comuns são a anidrita (CaSO4), a barita (BaSO4) e a gipsita
ou gipso (CaSO4.2H2O) utilizada na fabricação de gesso.

5  Minerais Formadores de Rochas


Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2 109

• sulfetos (S2-) – formam importantes minerais de minérios como a pirita (FeS2), a calco-
pirita (CuFeS2) e a galena (PbS), entre outros;
• fosfatos (PO43-) - espécie mais comum é a apatita [Ca5(PO4)3(F, Cl, OH)]; são a fonte
quase única de fósforo com aplicação na agricultura e na indústria.
• elementos nativos - espécies que ocorrem como elementos puros, como o ouro (Au), a platina
(Pt), o cobre (Cu), a prata (Ag), o mercúrio (Hg), o diamante (C) e o enxofre (S), por exemplo.

5.3 Identificação de minerais


As propriedades físicas dos minerais dependem de sua composição química e estrutura
cristalina e é com base nessas propriedades que podemos identificá-los.
Os minerais são, muitas vezes, associados à ideia de cristais perfeitos, como aqueles exibidos
em museus, com belas formas, como cubos, prismas, pirâmides etc. Mas só raramente os cristais
apresentam uma estrutura externa geometricamente perfeita. Em função dessa característica,
as espécies minerais podem ser classificadas de acordo com a sua forma externa, ou seja, o
seu hábito, além de outros aspectos físicos particulares: cor, brilho, transparência, traço, fratura,
clivagem, dureza e outras propriedades (magnética, elétrica, fotoluminescência).
• Hábito – é o formato geométrico externo característico que um mineral apresenta.
Pode ser laminar, como o caso das micas (muscovita – KAl2(AlSi3O10)(OH)2), prismático
[apatita – Ca5(PO4)3(OH,F,Cl)], fibroso (crisotila – Mg3Si2O5(OH)4), tabular (barita –
BaSO4) ou equidimensional (granada almandina – Fe3Al2(SiO4)3), havendo ainda outros
hábitos caracterizados como ilustrado na Figura 5.6. Entretanto, nem todos os minerais
apresentam um hábito característico, exclusivo, que permita utilizá-lo como critério de
classificação; exceção é a mica; apenas minerais deste grupo são lamelares.

Figura 5.6: Exemplos de hábitos


cristalinos de alguns minerais.

Geologia
110 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2

Observando uma rocha, cristais perfeitos ou fragmentos de minerais, deparamo-nos também


com espécies minerais de diversas cores, brilhos e transparências.
• Cor – é o que geralmente mais chama a atenção ao se observar um mineral.Trata-se, porém,
de um critério ambíguo na identificação, uma vez que um mesmo mineral pode apresentar
várias cores, como é o caso do quartzo, por exemplo (Figura 5.7A). A cor se deve à absorção
seletiva de luz e varia em função da presença de certos elementos químicos (Fe, Cr, Cu,Ti,V,
Mn etc.), presentes apenas como impurezas, não sendo, assim, elementos essenciais na compo-
sição original característica do mineral. Entretanto, alguns minerais apresentam uma cor muito
característica, útil na identificação – é o caso, por exemplo, da malaquita (Cu2(OH)3CO3)
verde, do enxofre (S) amarelo, da azurita (Cu3(CO3)2(OH)2) azul, da rodocrosita (MnCO3)
rosa) (Figura 5.7b). Portanto, ao tentar identificar um mineral, é necessário considerar
também outras propriedades.
a

Figura 5.7: Variedades como cores


diferenciadas para vários minerais.
a. Tipos de quartzo; b. Outros
minerais com cores características.

5  Minerais Formadores de Rochas


Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2 111

• Brilho – é a propriedade do mineral de refletir a luz. O brilho pode ser classificado em metá-
lico e não-metálico. Contudo, objetos comuns também podem refletir a luz com intensidades
diferentes; alguns brilham muito mais ou muito menos do que outros. O copo de vidro não
tem o mesmo brilho que um copo de plástico, nem uma folha de papel alumínio comparada
com uma moeda. Podemos aplicar essas mesmas observações aos minerais. Aqueles que se apre-
sentam com brilho metálico são geralmente dourados, prateados ou acobreados. Os minerais
com brilho não-metálico possuem várias distinções em analogia ao brilho de objetos comuns.
Por exemplo: brilho vítreo (vidro recém-quebrado), brilho gorduroso (brilho do óleo), brilho
perláceo (brilho da pérola), sedoso (brilho da seda), ceroso (brilho da cera) etc. (Figura 5.8).

Figura 5.8: Brilhos metálico e não-metálico dos minerais.

• Transparência – é a capacidade do mineral em deixar passar a luz. Pode ser transpa-


rente (vemos através dele como através do vidro da janela), translúcido (deixa parcial-
mente passar a luz, como quando olhamos através do vidro embaçado) e opaco (não
deixa passar a luz) (Figura 5.9).

Figura 5.9: Transparência dos minerais.

Geologia
112 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2

• Traço – é a cor característica do pó que um mineral deixa ao ser riscado sobre uma
superfície de porcelana (ou quando pulverizado). Por exemplo: o traço avermelhado
da hematita ou cinza escuro da pirita (Figura 5.10). Se a cor de um mineral deve ser
considerada com cautela em qualquer tentativa de classificação, por ter uma boa dose de
subjetividade, a cor do mineral reduzido a pó torna-se um bom critério de desempate
entre espécies minerais parecidas, isto porque a cor pode variar de um mineral a outro,
mas a cor do seu traço, geralmente, não muda.

A
Figura 5.11: Fratura conchoidal do quartzo (SiO2).

Figura 5.10: A. Traço avermelhado da hematita


(Fe2O3) e B. Cinza escuro da pirita (FeS2).

Um mineral, ao ser quebrado, pode apresentar superfícies irregulares ou planas, que podem
também ser utilizadas como critério de identificação, assim como a resistência à abrasão, que
reflete a coesão da estrutura (quanto mais fortes as ligações químicas, mais resistente é o mineral).
Essas características constituem outras três propriedades dos minerais, muito úteis na
identificação.
• Fratura – é a forma irregular apresentada na superfície de quebra do mineral. O quartzo
apresenta uma fratura denominada conchoidal (como a forma de uma concha) com
ranhuras concêntricas (Figura 5.11).
• Clivagem – é uma superfície regular plana que o mineral apresenta ao ser quebrado, cuja
orientação se repete; a presença de clivagens reflete a estrutura interna ordenada dos minerais,
que apresenta um ou alguns planos de fraqueza. A mica
apresenta uma clivagem perfeita, pois podemos separar
partes finas e planas como folhas, reflexo de sua estru-
tura interna foliada (Figura 5.12). Os minerais podem
ter um, dois ou três planos de clivagem.
Figura 5.12: clivagem perfeita da mica (filossilicato).

5  Minerais Formadores de Rochas


Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2 113

• Dureza – é a resistência apresentada por um mineral ao ser riscado (resistência à abrasão).


Geralmente, utiliza-se uma escala relativa com 10 minerais padrões: a escala de Mohs
(Figura 5.13). O mineral mais resistente é o diamante, seguido pelo coríndon, e, por
serem resistentes, eles são utilizados como abrasivo na indústria e revestem cabos de corte
(fio diamantado), utilizados na extração de rochas ornamentais, por exemplo, além de
outras ferramentas de corte e abrasão.
Figura 5.13: Escala de Mohs e
instrumentos geralmente utilizados
para a determinação de dureza.

Geologia
114 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2

• Finalmente, propriedades magnéticas, elétrica, de fotoluminescência (fluorescência e fosfo-


rescência) também podem ser utilizados para reconhecimento dos minerais. Alguns minerais
são sensíveis ao campo magnético e são atraídos por um ímã. É o caso, por exemplo, da
magnetita (Fe3O4), único mineral atraído pelo imã de mão (Figura 5.14a). Outros têm
propriedades elétricas em função, principalmente, do tipo de ligação química que une os
átomos constituintes dos minerais: minerais que possuem ligações metálicas são bons condu-
tores de eletricidade, ao passo que minerais que têm ligações iônicas ou covalentes são iso-
lantes ou semicondutores. Minerais condutores que não possuam centro de simetria podem
produzir eletricidade por aquecimento (piroeletricidade) ou compressão (piezoeletricidade);
os exemplos mais comuns são a turmalina e o quartzo, respectivamente. Essa propriedade
do quartzo é muito importante na indústria eletrônica. Alguns minerais, quando irradiados
por radiação ultravioleta, emitem luz. Esse fenômeno é denominado fluorescência (nome
que faz referência ao mineral fluorita, que apresenta essa propriedade) (Figura 5.14b). Se a
emissão de luz dura ainda alguns instantes após o fim da exposição à radiação, o fenômeno
associado é a fosforescência. É o caso, por exemplo, da scheelita (CaWO4).
a b

Figura 5.14: Algumas propriedades dos minerais. a. Atração entre a magnetita e o imã de mão; e
b. Fluorescência da fluorita.

5.4 Rochas e seus Minerais


A maioria dos minerais que mencionamos ao longo deste tópico constitui as principais
rochas presentes em nosso planeta e também na Lua, nos outros planetas rochosos do Sistema
Solar (Mercúrio, Vênus, Marte) e nos asteroides. Quando observamos as rochas que ocorrem
comumente na superfície como, por exemplo, aquelas que são utilizadas como materiais para

5  Minerais Formadores de Rochas


Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2 115

construção e ornamentação, frequentemente polidas, de forma a deixar evidentes suas caracte-


rísticas visuais, podemos perceber a variedade de cores e estruturas: há estruturas que nos fazem
imaginar que passaram por esforços ou por fases de fusão, pois apresentam faixas onduladas ou
irregulares, diferenciadas pelas cores e dimensões dos minerais que as constituem. Outras são
relativamente homogêneas, mostrando grãos minerais distribuídos mais ou menos regularmente
e que podem ter dimensões muito ou pouco variáveis. Outras variações ainda podem ser
observadas no aspecto macroscópico das rochas, e essas observações apoiam as interpretações
sobre a origem das rochas.
Assim, a dinâmica interna e a dinâmica externa da Terra regem os processos de formação de
rochas, interligados pelo ciclo das rochas e que serão detalhados nos próximos tópicos, e que, na
escala global, estão ligados à Tectônica de Placas.
As rochas podem ser agrupadas em três grandes famílias, em função de sua origem: as rochas
ígneas, cristalizadas a partir de magmas, as rochas sedimentares, formadas na superfície terrestre,
e as rochas metamórficas, que resultam da transformação em profundidade das outras rochas.
Essas rochas são partes integrantes de um ciclo, o ciclo das rochas, que ocorre no interior e
na superfície da litosfera, definindo ambientes e processos formadores de rochas com caracte-
rísticas diferentes (Figura 5.15). Por sua vez, cada grupo de rochas possui estruturas, texturas e
composições características de acordo com sua origem, e são estas as características que podem,
muitas vezes, ser observadas a olho nu, permitindo a interpretação preliminar de sua origem.
A cada um dos três tipos corresponde um ambiente geológico muito diferenciado.
As rochas produzidas no ambiente magmático são oriundas da cristalização de magmas. A tempe-
ratura é elevada, geralmente superior a 700 °C, e a pressão é muito alta, se o magma fica confinado
dentro da crosta (plutonismo) ou baixa, no caso do magma irromper na superfície (vulcanismo).
A diferença entre os diversos tipos de rochas magmáticas (ou ígneas) provém das diferentes compo-
sições químicas e da velocidade de resfriamento, que lhes conferem texturas características.
No ambiente sedimentar, os processos ocorrem na superfície da litosfera, em temperatura
e pressão baixas, em contato com a hidrosfera, a atmosfera e a biosfera. As rochas sedimentares
são formadas a partir do soterramento e consolidação de depósitos sedimentares de materiais
minerais ou por precipitação a partir de soluções aquosas.
No ambiente metamórfico, o campo de temperatura e pressão é muito mais amplo, mas a tem-
peratura não pode exceder 700 °C, pois entraria no campo de fusão das rochas, ou seja, no campo
magmático. As rochas metamórficas são rochas preexistentes, que foram deformadas e transformadas
por terem sido submetidas a elevações de temperatura, pressão e/ou à circulação de fluidos na litosfera.

Geologia
116 Licenciatura em Ciências · USP/Univesp · Módulo 2

Figura 5.15: Ilustração esquemática do ciclo das rochas mostrando as diversas etapas e possibilidades de transformação de um
tipo de rocha em outro, no contexto da dinâmica das placas tectônicas e da dinâmica externa.

Leitura Complementar
Teixeira, W.; Fairchild, T. R.; Toledo, M. C. M. de; Taioli, F. Decifrando a Terra. 2. ed. São
Paulo: IBEP Editora Nacional-Conrad, 2009. 600p.
Press, F.; Grotzinger, J.; Siever, R.; Jordan, T. H. Para entender a Terra. Porto Alegre:
Bookman, 2006.
Tarbuck, E. J.; Lutgens, F. K.; Tasa, D. Earth: An Introduction to Physical Geology. New
Jersey: Prentice Hall, 2010.
Cornejo, C.; Bartorelli, A. Minerais e pedras preciosas do Brasil. São Paulo: Solaris, 2009.

Referências
Alpinisme et Minéraux. Disponível em: <http://www.alpinismeetmineraux.fr>. [s.d.].
Acesso em: 08/2012.

5  Minerais Formadores de Rochas

Você também pode gostar